數(shù)控系統(tǒng)二次開(kāi)發(fā)人才培養(yǎng)研究

◎?qū)O曉東

一、引言

隨著社會(huì)的發(fā)展，高質(zhì)量、個(gè)性化定制產(chǎn)品逐漸成為市場(chǎng)的青睞，因此加工制造產(chǎn)品的設(shè)備種類(lèi)越來(lái)越多，自動(dòng)化程度越來(lái)越高。隨著智能制造技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)品的加工模式已經(jīng)由單一設(shè)備獨(dú)立加工轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)控機(jī)床，工業(yè)機(jī)器人多機(jī)協(xié)作的加工模式，然后由MES系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一控制，系統(tǒng)集成程度越來(lái)越高，多樣化的自動(dòng)化設(shè)備需要多樣化的數(shù)控操作系統(tǒng)，多種自動(dòng)化設(shè)備的系統(tǒng)集成需要開(kāi)放性的數(shù)控系統(tǒng)。

目前大部分技工院校中開(kāi)展的數(shù)控類(lèi)專(zhuān)業(yè)主要培養(yǎng)數(shù)控車(chē)和數(shù)控銑的操作工，能進(jìn)行數(shù)控機(jī)床的編程與操作，能進(jìn)行零部件模型的三維建模，能制定簡(jiǎn)單的加工工藝，在企業(yè)工作過(guò)程中競(jìng)爭(zhēng)力低下。隨著社會(huì)自動(dòng)化和智能化的發(fā)展，為了節(jié)約成本和提高企業(yè)生產(chǎn)效率，純粹的機(jī)床操作（手動(dòng)對(duì)刀等操作）在不久的將來(lái)可能會(huì)取消，取而代之的將是數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人、AGV小車(chē)、MES系統(tǒng)等一套智能制造系統(tǒng)。目前大部分技工院校并未開(kāi)展數(shù)控系統(tǒng)二次開(kāi)發(fā)相關(guān)專(zhuān)業(yè)，也并未開(kāi)發(fā)相關(guān)課程資源，為了緊跟智能制造發(fā)展的大趨勢(shì)，開(kāi)展數(shù)控系統(tǒng)二次開(kāi)發(fā)相關(guān)人才培養(yǎng)十分必要。

二、專(zhuān)業(yè)定位及人才培養(yǎng)目標(biāo)分析

數(shù)控系統(tǒng)二次開(kāi)發(fā)主要包過(guò)數(shù)控系統(tǒng)界面開(kāi)發(fā)，數(shù)控系統(tǒng)PLC開(kāi)發(fā)、數(shù)控系統(tǒng)宏程序開(kāi)發(fā)這三大模板。數(shù)控系統(tǒng)界面開(kāi)發(fā)主要由可視化軟件編程實(shí)現(xiàn)，將界面顯示的變量與系統(tǒng)函數(shù)中變量關(guān)聯(lián)起來(lái)，達(dá)到顯示的效果。根據(jù)客戶工藝和審美需要，可以進(jìn)行加工界面的定制，起到操作簡(jiǎn)單，工藝保護(hù)的作用。數(shù)控系統(tǒng)PLC開(kāi)發(fā)主要采用專(zhuān)門(mén)的PLC編程軟件對(duì)數(shù)控系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)PLC上進(jìn)行開(kāi)發(fā)修改，客戶可以根據(jù)加工產(chǎn)品的工藝需要開(kāi)發(fā)上下料機(jī)械手功能和自動(dòng)對(duì)刀功能，也可以添加外部IO設(shè)備，開(kāi)發(fā)其它功能。數(shù)控系統(tǒng)宏程序開(kāi)發(fā)主要為定制新的加工宏程序，客戶可以根據(jù)加工產(chǎn)品的工藝需要，可以自由選擇宏程序調(diào)用方法，對(duì)加工程序進(jìn)行封裝保護(hù)。

專(zhuān)業(yè)型人才培養(yǎng)目標(biāo)的確定需要充分進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)研，根據(jù)市場(chǎng)需求情況，確定從事崗位所需要的知識(shí)和技能，結(jié)合院校特色，確定科學(xué)合理的培養(yǎng)目標(biāo)。一個(gè)專(zhuān)業(yè)可以面向多個(gè)職業(yè)和崗位，該專(zhuān)業(yè)面向的職業(yè)和崗位越多，其專(zhuān)業(yè)口徑越寬，畢業(yè)生的選擇范圍越廣。數(shù)控系統(tǒng)二次開(kāi)發(fā)是一個(gè)綜合職業(yè)能力的體現(xiàn)，其人才的培養(yǎng)同時(shí)需要數(shù)控和電氣相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)和儲(chǔ)備，畢業(yè)生同時(shí)也可以從事數(shù)控和電氣相關(guān)的工作崗位。

三、教學(xué)資源建設(shè)

根據(jù)機(jī)械工程，電氣工程，嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)行業(yè)工作的崗位需要，制定數(shù)控系統(tǒng)二次開(kāi)發(fā)人才培養(yǎng)課程體系。根據(jù)崗位工作能力需求情況，做數(shù)控系統(tǒng)二次開(kāi)發(fā)需要數(shù)控機(jī)床編程與操作、公差與配合、機(jī)械裝配調(diào)試相關(guān)知識(shí)作為基礎(chǔ)；為了滿足客戶定制化產(chǎn)品的需求，需要將產(chǎn)品的加工工藝和加工程序進(jìn)行定制化開(kāi)發(fā)，嵌入數(shù)控系統(tǒng)功能區(qū)，因此學(xué)習(xí)機(jī)械加工工藝，三維零部件建模與編程等相關(guān)知識(shí)十分必要；在進(jìn)行數(shù)控系統(tǒng)功能開(kāi)發(fā)的過(guò)程中，為了和外部設(shè)備進(jìn)行I/O交互，需要學(xué)習(xí)PLC相關(guān)知識(shí)，對(duì)數(shù)控系統(tǒng)的PLC模塊進(jìn)行開(kāi)發(fā)；在進(jìn)行數(shù)控系統(tǒng)調(diào)試的工作過(guò)程中，需要學(xué)習(xí)電氣控制安裝與調(diào)試，伺服驅(qū)動(dòng)器調(diào)試技術(shù)，變頻器調(diào)試技術(shù)等相關(guān)知識(shí)，了解電氣控制原理，學(xué)會(huì)調(diào)試驅(qū)動(dòng)器和變頻器，從而能更好地判斷和解決問(wèn)題；在進(jìn)行數(shù)控系統(tǒng)二次開(kāi)發(fā)過(guò)程中，需要學(xué)習(xí)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)軟件的應(yīng)用，系統(tǒng)開(kāi)發(fā)編程語(yǔ)言，數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)行原理，運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)等知識(shí)，開(kāi)發(fā)相應(yīng)的數(shù)控系統(tǒng)功能模塊。

根據(jù)企業(yè)工作需要，在充分調(diào)研企業(yè)崗位所需知識(shí)和技能的基礎(chǔ)上，提煉工作任務(wù)，進(jìn)行數(shù)控系統(tǒng)二次開(kāi)發(fā)一體化教學(xué)資源開(kāi)發(fā)。機(jī)床裝配調(diào)試一體化教學(xué)可以把機(jī)床導(dǎo)軌、機(jī)床滾珠絲杠裝配過(guò)程做成一個(gè)工作任務(wù)，將機(jī)械制圖，公差與配合，機(jī)械裝配等相關(guān)知識(shí)進(jìn)行整合，開(kāi)發(fā)教學(xué)資源；數(shù)控機(jī)床編程與操作一體化教學(xué)可以把企業(yè)的一個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、測(cè)量等過(guò)程做成一個(gè)工作任務(wù)，將產(chǎn)品三維設(shè)計(jì)與建模，機(jī)械制造工藝，數(shù)控機(jī)床編程與操作，零部件測(cè)繪等相關(guān)知識(shí)進(jìn)行整合，開(kāi)發(fā)教學(xué)資源；PLC一體化教學(xué)可以把數(shù)控系統(tǒng)PLC功能開(kāi)發(fā)作為一個(gè)工作任務(wù)，將PLC編程軟件應(yīng)用、PLC硬件學(xué)習(xí)、PLC梯形圖編程等相關(guān)知識(shí)進(jìn)行整合，開(kāi)發(fā)教學(xué)資源；數(shù)控系統(tǒng)調(diào)試一體化教學(xué)可以把數(shù)控系統(tǒng)的調(diào)試過(guò)程作為一個(gè)工作任務(wù)，將電氣安裝與控制、伺服驅(qū)動(dòng)器調(diào)試技術(shù)，變頻器調(diào)試技術(shù)、數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置等相關(guān)知識(shí)進(jìn)行整合，開(kāi)發(fā)教學(xué)資源；數(shù)控系統(tǒng)二次開(kāi)發(fā)模塊一體化教學(xué)可以把數(shù)控系統(tǒng)的外部功能（機(jī)床自動(dòng)對(duì)刀功能、機(jī)床上下料功能）開(kāi)發(fā)作為一個(gè)工作任務(wù)，將數(shù)控系統(tǒng)二次開(kāi)發(fā)軟件應(yīng)用，數(shù)控系統(tǒng)開(kāi)發(fā)語(yǔ)言編程，數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)行原理，運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)等相關(guān)知識(shí)進(jìn)行整合，開(kāi)發(fā)教學(xué)資源。

四、總結(jié)

隨著個(gè)性化產(chǎn)品和智能制造技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)二次開(kāi)發(fā)型人才的培養(yǎng)顯得尤其重要。數(shù)控系統(tǒng)二次開(kāi)發(fā)專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)可從事數(shù)控機(jī)床編程與操作，電氣安裝與調(diào)試，數(shù)控系統(tǒng)功能開(kāi)發(fā)與調(diào)試等工作崗位的復(fù)合型人才，重點(diǎn)是培養(yǎng)開(kāi)放型數(shù)控系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與調(diào)試的工程技術(shù)人才。數(shù)控系統(tǒng)二次開(kāi)發(fā)專(zhuān)業(yè)核心課程是機(jī)電一體化技術(shù)，數(shù)控系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與調(diào)試技術(shù)，運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)。數(shù)控系統(tǒng)二次開(kāi)發(fā)專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)課程采用一體化教學(xué)模式，以機(jī)床導(dǎo)軌和滾珠絲杠裝配、機(jī)床電氣設(shè)備設(shè)計(jì)與安裝、數(shù)控系統(tǒng)功能模塊開(kāi)發(fā)為工作任務(wù)，將機(jī)電一體化綜合技術(shù)、數(shù)控系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與調(diào)試技術(shù)、運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)等相關(guān)知識(shí)進(jìn)行整合，開(kāi)發(fā)教學(xué)資源，可以豐富課堂知識(shí)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)激情，提升教學(xué)質(zhì)量。